Neues Biomaterial zeigt im Labor vielversprechende Erfolge bei der Regeneration nach Rückenmarksverletzungen.
Zwischen 250.000 und 500.000 Menschen erleiden jedes Jahr Rückenmarksverletzungen, schätzt die Weltgesundheitsorganisation. Sie entstehen meist durch Unfälle, Stürze oder auch Gewalteinwirkung und zählen neben Schlaganfällen zu den häufigsten Ursachen für Querschnittlähmungen. Doch die Behandlung gestaltet sich wegen der komplexen Struktur des Rückenmarks als äußerst schwierig. Ein Biomaterial aus dem Edelmetall Ruthenium, entwickelt an der chinesischen Sichuan-Universität, könnte neue Hoffnung bieten.
„Das Rückenmark ist wie eine hochspezialisierte Informationsautobahn mit unzähligen Nervenfasern auf engem Raum“, erklärt Forschungsleiter Chong Cheng in Advanced Science News. Durch eine Verletzung werde die Übertragung von Nervensignalen sofort unterbrochen, eine Reparatur sei herausfordernd. Da sich Nervenzellen nur begrenzt regenerieren können, bleiben oft unumkehrbare Schäden.
Doch damit nicht genug: Nach der eigentlichen Verletzung setzen weitere Beeinträchtigungen ein, erläutert Cheng. Reaktive Sauerstoffmoleküle reichern sich an, schädigen das Erbgut und führen zusammen mit Entzündungen zu schwerwiegenden Gewebeschäden. Wirksame Behandlungen für diese Sekundärschäden gebe es bislang nicht, auch weil die langsame Regeneration der Nervenzellen klinische Studien aufwendig und teuer mache, so der Studienleiter.
Deutlicher Rückgang von Entzündungen und Nervenschäden
Um hier Abhilfe zu schaffen, entwickelte er mit seinem Forschungsteam ein Material aus Ruthenium und Kupferhydroxid, das in Kollagen eingebettet ist. Es soll Entzündungen reduzieren und überschüssige reaktive Sauerstoffmoleküle neutralisieren, um so die Zellen zu schützen. Auch andere Forschergruppen arbeiten an antioxidativen Molekülen zur Behandlung von Rückenmarksverletzungen. Üblicherweise werden diese Stoffe intravenös verabreicht oder direkt an die verletzte Stelle implantiert oder injiziert. Doch Cheng und sein Team sehen bei ihrer Methode Vorteile gegenüber natürlichen Antioxidantien wie dem Enzym Superoxid-Dismutase. So sei es etwa stabiler und für den Körper verträglicher.
In Laborversuchen und Tiermodellen sei das Ruthenium-Material anderen Substanzen überlegen gewesen. Entzündungen und die Zerstörung von Nervenzellen konnten reduziert und die Gewebereparatur verbessert werden. Damit therapierte Ratten zeigten nach 28 Tagen eine deutlich verbesserte Beweglichkeit im Vergleich zu unbehandelten Tieren.
Trotz dieser vielversprechenden Ergebnisse sei der Weg bis zur klinischen Anwendung noch lang. Als nächstes wollen Cheng und sein Team verschiedene technische und regulatorische Herausforderungen angehen und Partnerschaften mit Biotech-Unternehmen für eine mögliche Kommerzialisierung prüfen.
Vielfältiges Ruthenium: Das Edelmetall kommt auch in anderen medizinischen Feldern wie der Krebsforschung zum Einsatz und könnte künftig weiter an Bedeutung gewinnen in zukunftsträchtigen Einsatzgebieten wie dem Recycling von Plastikmüll oder der Produktion von nachhaltigem Wasserstoff.
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